Мы изучили открытия 2018 года и выбрали топ-5 самых многообещающих.
Управление белком: как сделать кисломолочные продукты вкуснее
Вкус и аромат ферментированных продуктов, будь то молочный йогурт, сыр, пиво или соевый соус, любит, пожалуй, большая часть человечества. Понятно, что именно ферментация и брожение в основном и отвечают за их привлекательность. Но возможно ли углубиться в детали и научиться управлять этими процессами на ином уровне, чтобы улучшить качество?
Как выяснили немецкие ученые, можно. Они начали исследование с кисломолочных продуктов (конкретно — с двух разных видов крем-сыра) и узнали, что за их уникальность может отвечать не менее 1600 фрагментов белка. Оставалось понять, какие конкретно.
Протеомика — термин, который означает изучение белков компьютерными методами. Его используют с 1997 года. Масс-спектрометрия — метод определения структуры вещества при помощи подсчета в нем ионов.
Процедура подобного вычисления требовала больших затрат на исследования, но выход нашли все те же немцы. Команда ученых с кафедры пищевой химии Мюнхенского университета изобрела метод вычисления нужных фрагментов, назвав его «сенсопротеомика». С помощью масс-спектрометрии и компьютерного моделирования из 1600 фрагментов выделили 17 ключевых. Полученные данные в скором времени можно будет использовать для естественной модуляции органолептических качеств ферментированных продуктов, причем не только молочных, но и растительных.
ДНК-розыск: сверхточный метод обнаружения ореховых аллергенов
Пищевые аллергии — не шутка: иногда даже микроскопическое, абсолютно невидимое глазу содержание аллергена в блюде может привести к невеселым последствиям. Одними из самых сильных аллергенов считаются орехи. Производители стараются печатать на упаковках предупреждения о возможных следах орехов в своих продуктах, но абсолютной надежности нет почти никогда.
Сократить риски взялись ученые из Американского химического общества. Отправной точкой в исследованиях был взят хлоропласт арахиса, чья ДНК обладает уникальной для растительного мира нуклеотидной последовательностью. Был разработан анализ на основе чувствительной полимеразной цепной реакции, который помогает выявить сразу три короткие последовательности, характерные только для ДНК арахиса.
Компьютерное зрение — технология создания машин, способных на основе изображений отслеживать, классифицировать и анализировать информацию об объектах.
Опыты по поиску аллергена провели на шести совершенно разных блюдах — от томатной сальсы до черничных маффинов, в которые добавили крошечные частички арахиса. Инновационный тест обнаружил засаду во всех шести, с точностью до одной миллионной доли. Теперь задача — облечь новый метод в удобный формат, доступный для каждого желающего быстро определить наличие коварного ореха в еде.
МРТ и мясо: новый способ определения качества
Прежде чем попасть к нам на стол, все виды мясных продуктов проходят обязательный контроль качества. Необходимые для него процедуры, как правило, инвазивны и снижают вкусовые качества и целостность мяса. Эффективное и эффектное решение нашли исследователи Университета Эстремадуры (Испания), изобретя метод на основе всем известной магнитно-резонансной томографии, или МРТ. Уже много лет МРТ применяется в медицине для получения изображений внутренних тканей и органов и оценки их состояния — так отчего же не воспользоваться этой техникой и не исследовать свойства продуктов?
МРТ позволяет получить трехмерные цветные снимки объекта изнутри, вплоть до мельчайших деталей; при этом используется не радиация, а магнитное поле.
Новый подход (МРТ + методики компьютерного зрения) протестировали при участии IProCar (НИИ мяса и мясных продуктов). Все результаты были доступны практически в режиме реального времени: получив томографические изображения мяса, ученые подвергали их анализу с помощью компьютерных алгоритмов, извлекали числовые значения и применяли к ним статистические методы. Таким образом, не нарушая целостности подопытных окороков и мясных вырезок и не пробуя их на вкус, испытатели получили данные обо всех необходимых параметрах качества, включая текстуру, цвет тканей, процент жира и влаги. А в случае с вяленым мясом (например, иберийским хамоном) получилось еще и отслеживать диффузию соли на разных этапах вызревания. Относительная легкость и доступность метода быстро обрела первую популярность: его уже применяют некоторые представители коммерческой мясной индустрии. Специалисты надеются, что их примеру скоро последуют коллеги во всем мире.
До последней капли: инновационные упаковки для соусов
Пластиковые пакетики — один из самых популярных видов упаковки для соусов (кетчупа, горчицы, майонеза и прочих). Они бывают большими, семейного формата и совсем маленького, как в некоторых фастфуд-кафе. Но есть одна общая распространенная проблема: из них практически невозможно выдавить все содержимое без остатка. Что, безусловно, действует на нервы. Но главное — ежегодно человечество выбрасывает миллионы килограммов свежих и абсолютно пригодных к употреблению продуктов питания, и недоизвлеченные из пакетов соусы — часть этой нерациональной траты ресурсов.
Ученые из Политехнического университета Виргинии (США) изобрели новый вид пакетиков со сверхскользящей внутренней поверхностью, которая поможет добыть любой, даже самый упрямый, соус липкой консистенции без остатка. Секрет — пропитка пластика натуральными растительными маслами — вроде масла семян хлопчатника. Бонус: ее можно применять к упаковкам из недорогих, популярных и подвергаемых вторичной переработке материалов на основе углеводородных полимеров.
CRISPR/Cas9 — технология редактирования генома высших организмов. Основана на открытии, что бактерии могут определять вирус в клетках и разрушать его, восстанавливая баланс.
Первые попытки создать такие упаковки оказались затратными: чтобы пропитка удержалась на месте, между ней и пластиком нужно было нанести специальную сцепку из наночастиц. В конце концов исследователи вывели идеальную формулу сочетания масел, которую можно наносить прямо на материал безо всяких посредников. Несмотря на органическую природу, пропитка не меняет вкуса содержимого упаковки и препятствует росту вредных бактерий.
Генетика и плоды: модификации растительной пищи с пользой
Генная инженерия — наука неоднозначная, однако честно работающая над своей репутацией. В последние годы пугающие мифы вокруг нее начинают потихоньку рассеиваться, и способы генетической модификации занимают свое место под солнцем. Благодаря ряду открытий и исследований в 2018 году стало ясно: за ними будущее.
Вместо того чтобы тратить годы на селекционирование, специалисты выводят новые виды овощей, фруктов, ягод и грибов гораздо быстрее, используя новые методы — такие, как редактирование генома технологией CRISPR/Cas9. С его помощью, например, в Испании уже вывели грибы, которые не темнеют, и пшеницу, которую могут есть люди с целиакией (непереносимостью глютена), а японские ученые вырастили томаты без семян.
Масс-спектрометрия — исследование вещества путем определения отношения массы к заряду ионов, образующихся при ионизации нужных компонентов пробы.
В общем и целом редактировать можно любые свойства — от граней вкуса до цвета, текстуры и аллергенов. Самые недавние исследования с CRISPR/Cas9 показали, что нужно в первую очередь искать в каждом растении белки из семейства генов MYB, которые контролируют «включение/отключение» других генов. Именно MYB отвечают за внешние и органолептические особенности известных нам растений. Редактируя их, можно улучшить и питательные свойства фруктов и овощей, урожайность, срок годности. Другими словами, генетическая модификация — это не только фиолетовые яблоки или клубника со вкусом персика забавы ради, но и реальная польза.
